JP2004346393A - ペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末体と潤滑剤とを混合する設備のコストの削減をはかり、純度が高く、硬度及び密度の向上したペレットを成型し、使用する潤滑剤の大幅な低減をはかること。
【解決手段】潤滑剤の供給方法としては、ダイス１４に塗布される潤滑剤を霧状にして供給配管４よりダイス１４内壁に自然又は強制的に付着、塗布して、粉末体ａ充填前に余剰の霧状潤滑剤ｂを排出する構成とする。又、供給装置の構成は、潤滑剤を霧状にする噴霧器１と、この噴霧器１からの霧状潤滑剤ｂを供給用のバルブ２を介してダイス１４に導く供給配管４と、ダイス１４に供給された余剰の霧状潤滑剤ｂを排出用のバルブ７を介して排出する排出配管８と、供給配管４内及び排出配管８内の霧状潤滑剤ｂを吸引する吸引器９とを備え、供給配管４を通る霧状潤滑剤ｂがダイス１４の内壁に自然付着若しくは強制的に塗布する構成とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はペレット成型前のダイスに潤滑剤を供給する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、核燃料用のペレットや超硬合金チップ等のペレットの成型はダイスホルダのダイス下方に下パンチの上端が位置するようにダイスホルダを上昇停止した後、原料の粉末体をダイスホルダのダイス内に掻き込んで、下パンチの上端がダイスのほぼ中央に近づけるようにダイスホルダを降下停止した後、ダイス内に上方より上パンチを挿入、降下してダイス内の粉末体を圧縮しペレットに成型、成型後ダイス内の上パンチを上昇すると共に、下パンチの上端がダイスホルダのダイスの上端と面一となるようにダイスホルダを更に降下し、ダイス内より成型されたペレットを押し上げていた。
【０００３】
しかし、このダイス内の壁にかかるペレットの成型体の膨張力によって、ダイスホルダを押し下げる力が余分にかかり、しかもペレットがダイス内よりスムーズに押し上げられず、ダイス内で破損して所望のペレットを成型することができなかった。
【０００４】
そのために、この原料の粉末体に潤滑剤を混合して、混合体としたものをダイスホルダのダイス内に掻き込み、上述のようにペレットを成型し、ダイス内より上パンチを上昇した後、ダイスホルダを押し下げて、混合体によるペレットを成型することが開発された。
【０００５】
この混合体によるペレットによって、ダイス内の壁に混合体内の潤滑剤が接触するために、ダイスホルダを押し下げる力も余分にかからず、しかもダイス内のペレットをスムーズに上昇することができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この混合体によるペレットは粉末体に混合する潤滑剤の混合工程の設備が必要であり、設備コスト及び製品コストに大幅な投資を要していた。しかも、混合体に対しては多量の潤滑剤が必要である反面、成型されたペレットに対しては不純物となるため潤滑剤量の減少対策に苦慮しており、ペレット内の潤滑剤を揮発除去する工程（予備焼結工程（脱脂工程））を特に設けなければならなかった。又、混合体によるペレットでは硬度及び密度が向上できないという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような従来のペレットの成型が有していた課題を解決したものであって、混合工程や予備焼結工程等の設備コストの削減をはかることができると共に純度が高く、硬度及び密度の向上したペレットを成型できる一方、使用される潤滑剤の大幅な低減をはかることができることを目的としたペレットの成型方法及び成型に用いる潤滑剤の供給装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法の構成は、潤滑剤の塗布されたペレット用のダイス１４に粉末体ａを充填し、加圧成形してペレットＡに成型する方法に於いて、上記ダイス１４に塗布される潤滑剤を霧状にして供給配管４よりダイス１４内壁に自然又は強制的に付着、塗布して、粉末体ａ充填前に余剰の霧状潤滑剤ｂを排出する構成としている。
【０００９】
また、潤滑剤の供給装置の構成は、ペレットＡ成型前のダイス１４に潤滑剤を供給する装置に於いて、潤滑剤を霧状にする噴霧器１と、この噴霧器１からの霧状潤滑剤ｂを供給用のバルブ２を介してダイス１４に導く供給配管４と、ダイス１４に供給された余剰の霧状潤滑剤ｂを排出用のバルブ７を介して排出する排出配管８と、供給配管４内及び排出配管８内の霧状潤滑剤ｂを吸引する吸引器９とを備え、供給配管４を通る霧状潤滑剤ｂがダイス１４の内壁に自然付着若しくは強制的に塗布する構成としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の方法を実施するに当たっては、霧状潤滑剤ｂがダイス１４上の潤滑剤カップ１０に到達する時点で、供給配管４中の吸い込みを停止し、外気吸引バルブ２４を開放するとダイス１４内のダイスホルダ１５が上昇するとき発生する外気の吸引力にて潤滑剤カップ１０より霧状潤滑剤ｂをダイス１４内に引き込む構成として実施することができる。
【００１１】
また、上記ダイス１４上の潤滑剤カップ１０にノズル２２を設け、霧状潤滑剤ｂの供給された供給配管４中に圧縮空気を導入し、供給配管４中の霧状潤滑剤ｂを潤滑剤カップ１０を介してノズル２２よりダイス１４内に強制的に塗布する構成として実施できる。
【００１２】
更には、上記供給配管４中の霧状潤滑剤ｂをダイス１４内壁に沿う旋回流若しくは上方流によって、自然付着若しくは強制的に塗布する構成として実施することもできる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図に基づき説明する。
図中、図１は本発明実施例の潤滑剤のフローを示す系統図、図２は本発明実施例のダイスに潤滑剤を導入する概略説明図、図３は本発明実施例のダイスに粉末体を導入する概略説明図、図４は本発明実施例のダイスよりペレットを成型する概略説明図、図５は本発明実施例のダイスよりペレットを取り出す概略説明図。図６は本発明別実施例のダイスに潤滑剤を導入する概略説明図、図７は本発明別実施例のダイスに潤滑剤を導入する概略説明図である。
【００１４】
ペレットＡの成型は原料の粉末体ａをダイスホルダ１５のダイス１４内に導入する前にこのダイスホルダ１５のダイス１４内にステアリン酸系の潤滑剤を付着、塗布している。このステアリン酸系の潤滑剤は図１に示すように、噴霧器１内にて空気と混合し霧状とされ、供給バルブ２を介して供給配管４を通りダイス１４へと供給される。このときバルブ５，バルブ７とを開放し、バルブ３、バルブ６とを閉鎖している。
【００１５】
この噴霧器１はタンク１８の上端を覆う上蓋１９を設け、このタンク１８内の下面に供給される潤滑剤を受け止める振動増幅板２０を設け、この振動増幅板２０の下側に振動増幅板２０を振動させるスピーカ２１を設け、タンク１８内に潤滑剤を投入する潤滑剤投入孔と、霧状となった霧状潤滑剤ｂを供給配管４へ導く潤滑剤供給孔とを設けている。この噴霧器１は潤滑剤投入孔よりタンク１８内に潤滑剤が投入されるとスピーカ２１を稼働して振動増幅板２０を振動し、振動増幅板２０上の潤滑剤を空気と混合して霧状にし潤滑剤供給孔を経て供給配管４へと供給する。
【００１６】
供給配管４からダイス１４内へ導入された霧状潤滑剤ｂがダイス１４内に到達する時点で、供給用のバルブ２と排出用のバルブ７を閉鎖し、潤滑剤カップ１０内に霧状潤滑剤ｂが充満される。その後外気吸引バルブ２４を開け、ダイスホルダ１５が上昇する時発生する吸引力にて強制的にダイス１４内に引き込まれる。
【００１７】
この吸引力よって、ダイスホルダ１５のダイス１４内壁に霧状潤滑剤ｂが付着、塗布される。このダイスホルダ１５のダイス１４内壁への塗布が完了された時点で、供給用のバルブ５と外気吸引バルブ２４と排出用のバルブ７を開放すれば、吸引器９の吸引によって潤滑剤カップ１０内及びダイスホルダ１５のダイス１４内の余剰の霧状潤滑剤ｂと供給配管４中及び排出配管８中の霧状潤滑剤ｂとを吸引器９内へ吸引、集積され、この集積された霧状潤滑剤ｂが噴霧器１内へ再循環される。
【００１８】
次に、別実施例である霧状潤滑剤の供給系路について説明する。ステアリン酸系の潤滑剤は噴霧器１のタンク１８内に投入されて空気と混合、霧状とされる。この噴霧器１で霧状とされた霧状潤滑剤ｂが供給用のバルブ２を介して供給配管４へと送られる。このときバルブ３及びバルブ５とを閉鎖し、吸引用のバルブ６を開放して吸引器９にて一旦吸引配管１２を介して供給配管４中を吸引した後に、この吸引用のバルブ６を閉鎖して供給配管４中に霧状潤滑剤ｂが充満される。
【００１９】
噴霧器１から供給された霧状潤滑剤ｂが供給配管４に到達した時点で、バルブ２を閉鎖し、バルブ５を開放し導入用のバルブ３をも開放して、圧縮空気導入管１７からの圧縮空気を供給配管４へと導き、この圧縮空気の押圧にて供給配管４中の霧状潤滑剤ｂがダイスホルダ１５のダイス１４内に強制的に充満され、ダイス１４内壁に付着、塗布される。
【００２０】
このダイスホルダ１５のダイス１４内壁への塗布が完了された時点で、導入用のバルブ３を閉鎖し、外気吸引バルブ２４、排出用のバルブ７を開放すれば、吸引器９の吸引によって潤滑剤カップ１０内の余剰の霧状潤滑剤ｂと供給配管４中の霧状潤滑剤ｂを吸引器９内へ吸引、集積され、この集積された霧状潤滑剤ｂが噴霧器１内へ再循環される。
【００２１】
又、別実施例では、図７に示すように、ダイス１４に設置の噴射孔２３より霧状潤滑剤ｂを噴射することにより、ダイスホルダ１５のダイス１４内壁に付着させ、余剰の霧状潤滑剤ｂはダイス１４上方へ流れ、その後回収される。ここで、ダイス１４の噴射孔２３の位相を変更することにより、ダイス１４内壁に発生する流線が上方向若しくは旋回流等様々な流線を設定することが可能である。また図６に示すように、ダイスホルダ１５のダイス１４内への付着をノズル２２等によって実施しているが、このノズル２２を多連に分岐して圧力損失量の一定化を行うことにより、多連より吹き出す潤滑剤量を一定にすることができる。
【００２２】
このようにして、霧状潤滑剤ｂは供給されるが、ペレットＡの成型を図２乃至図５に基づいて説明する。噴霧器１からの霧状潤滑剤ｂは潤滑剤カップ１０内に導入される。この潤滑剤カップ１０がダイスホルダ１５のダイス１４上部に移動され、ダイス１４下部に下パンチ１３の上端が位置するまでダイスホルダ１５を上昇すると、このダイスホルダ１５の移動時に発生する下方への吸引力にて、潤滑剤カップ１０内の霧状潤滑剤ｂがダイス１４内壁に付着、塗布される。塗布終了後は潤滑剤カップ１０内の余剰の霧状潤滑剤ｂは吸引器９にて吸引される。このダイスホルダ１５のダイス１４内に向かって上方より上下動する上パンチ１６はこのダイス１４より離れた上方に位置しており、下パンチ１３は固定で、ダイスホルダ１５が上下動している。（図２参照）
【００２３】
次に、潤滑剤カップ１０はダイスホルダ１５のダイス１４上方より離れ、代わりに粉末体ａを導入した粉末体カップ１１がダイス１４上部に移動されて、粉末体カップ１１内の粉末体ａを内壁に潤滑剤ｂを塗布したダイス１４内に掻き込む。このとき上パンチ１６はダイス１４より離れている。（図３参照）
【００２４】
粉末体カップ１１がダイスホルダ１５のダイス１４上方より離れると、内壁に潤滑剤ｂを塗布し、その内側に粉末体ａを掻き込んだダイス１４内に上方より上パンチ１６を下動し、更に上パンチ１６と共にダイスホルダ１５を降下して、この上パンチ１６と下パンチ１３とにてダイス１４内の粉末体ａを圧縮し、この粉末体ａによるペレットＡが成型される。（図４参照）
【００２５】
次に、上パンチ１６が上方へ移動し、ダイスホルダ１５が降下して、ペレットＡをダイス１４上面にまで押し上げる。（図５参照）
【００２６】
このように成型されたペレットＡは、ダイス１４内壁に塗布された潤滑剤ｂの影響によって、ダイス１４内を摺動しやすく、ダイスホルダ１５の降下にてスムーズにダイス１４上面に押し上げられる。
【００２７】
又、図６に示すように、ダイスホルダ１５のダイス１４内に強制的に塗布する際には、潤滑剤カップ１０にノズル２２を配置して、圧縮空気の押圧にて供給配管４内の霧状潤滑剤ｂをノズル２２を介してダイス１４内に供給している。このノズル２２については前述のように多連とすることもできる。
【００２８】
実験例
粉末体としてモリブテンを使用し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を使用。
この潤滑剤は従来の粉末体と潤滑剤とを混合した混合体が０．２ｗｔ％の使用量に対して、０．０５ｗｔ％の使用量で、３５ｍｇとした。
この結果、
従来の混合体が ５．０２８ｇ／ｃｃ（焼結密度）、１００％（硬度）
成型されたペレットが５．０４７ｇ／ｃｃ（焼結密度）、１２５％（硬度）
従って、使用潤滑剤量の大幅低減ができて、それによるペレットの不純物量も低減し、硬度も２５％増となって成型状況も良好であった。
【００２９】
以上本発明の代表例と思われる実施例について説明したが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造のみに限定されるものではなく、潤滑剤の連続供給及び間欠供給のどちらにも対応可能であり、供給量も吸引時間及び噴霧器のスピーカ周波数、吸引量等を変えることにより変更可能で、また複数の塗布部分がある場合には複数の分岐も可能で、本発明にいう前記の構成要件を備え、かつ本発明にいう目的を達成し、以下にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施することができるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から既に明らかなように、本発明にいうところのペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法及びその装置は潤滑剤の塗布されたペレット用のダイスに粉末体を充填し、加圧成形してペレットに成型する方法に於いて、上記ダイスに塗布される潤滑剤を霧状にして供給配管よりダイス内壁に自然又は強制的に付着、塗布して、粉末体充填前に余剰の霧状潤滑剤を排出する構成としている。また、ペレット成型前のダイスに潤滑剤を供給する装置に於いて、潤滑剤を霧状にする噴霧器と、この噴霧器からの霧状潤滑剤を供給用のバルブを介してダイスに導く供給配管と、ダイスに供給された余剰の霧状潤滑剤を排出用のバルブを介して排出する排出配管と、供給配管内及び排出配管内の霧状潤滑剤を吸引する吸引器とを備え、供給配管を通る霧状潤滑剤がダイスの内壁に自然付着若しくは強制的に塗布する構成としている。更に、上記霧状潤滑剤がダイス上の潤滑剤カップに到達する時点で、供給配管中の吸い込みを停止し、外気吸引バルブを開放するとダイス内のダイスホルダが上昇するとき発生する外気の吸引力にて潤滑剤カップより霧状潤滑剤をダイス内に引き込む構成としている。また、上記ダイス上の潤滑剤カップにノズルを設け、霧状潤滑剤の供給された供給配管中に圧縮空気を導入し、供給配管中の霧状潤滑剤を潤滑剤カップを介してノズルよりダイス内に強制的に塗布する構成としている。また、上記供給配管中の霧状潤滑剤をダイス内壁に沿う旋回流若しくは上方流によって、自然付着若しくは強制的に塗布する構成としているので、従来のように、粉末体と潤滑剤とを混合する混合工程や予備焼結工程等の設備のコストの削減をはかることができると共に従来のように混合することがないために、純度が高く、硬度及び密度の向上したペレットを成型できる一方、使用される潤滑剤の大幅な低減をはかることができるという顕著な効果を期待することが出来るに至ったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の潤滑剤のフローを示す系統図。
【図２】本発明実施例のダイスに潤滑剤を導入する概略説明図。
【図３】本発明実施例のダイスに粉末体を導入する概略説明図。
【図４】本発明実施例のダイスよりペレットを成型する概略説明図。
【図５】本発明実施例のダイスよりペレットを取り出す概略説明図。
【図６】本発明別実施例のダイスに潤滑剤を導入する概略説明図。
【図７】本発明別実施例のダイスに潤滑剤を導入する概略説明図。
【符号の説明】
１ 噴霧器
２、３、５、６、７ バルブ
４ 供給配管
８ 排出配管
９ 吸引器
１０ 潤滑剤カップ
１１ 粉末体カップ
１２ 吸引配管
１３ 下パンチ
１４ ダイス
１５ ダイスホルダ
１６ 上パンチ
１７ 圧縮空気導入管
２２ ノズル
２３ 噴射孔
２４ 外気吸引バルブ
Ａ ペレット
ａ 粉末体
ｂ 霧状潤滑剤

Claims (5)

1. 潤滑剤の塗布されたペレット用のダイス（１４）に粉末体（ａ）を充填し、加圧成形してペレット（Ａ）に成型する方法に於いて、上記ダイス（１４）に塗布される潤滑剤を霧状にして供給配管（４）よりダイス（１４）内壁に自然又は強制的に付着、塗布して、粉末体（ａ）充填前に余剰の霧状潤滑剤（ｂ）を排出することを特徴としたペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法。
2. ペレット（Ａ）成型前のダイス（１４）に潤滑剤を供給する装置に於いて、潤滑剤を霧状にする噴霧器（１）と、この噴霧器（１）からの霧状潤滑剤（ｂ）を供給用のバルブ（２）を介してダイス（１４）に導く供給配管（４）と、ダイス（１４）に供給された余剰の霧状潤滑剤（ｂ）を排出用のバルブ（７）を介して排出する排出配管（８）と、供給配管（４）内及び排出配管（８）内の霧状潤滑剤（ｂ）を吸引する吸引器（９）とを備え、供給配管（４）を通る霧状潤滑剤（ｂ）がダイス（１４）の内壁に自然付着若しくは強制的に塗布することを特徴としたペレット成型に用いる潤滑剤の供給装置。
3. 霧状潤滑剤（ｂ）がダイス（１４）上の潤滑剤カップ（１０）に到達する時点で、供給配管（４）中の吸い込みを停止し、外気吸引バルブ（２４）を開放するとダイス（１４）内のダイスホルダ（１５）が上昇するとき発生する外気の吸引力にて潤滑剤カップ（１０）より霧状潤滑剤（ｂ）をダイス（１４）内に引き込むことを特徴とする請求項１記載のペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法。
4. ダイス（１４）上の潤滑剤カップ（１０）にノズル（２２）を設け、霧状潤滑剤（ｂ）の供給された供給配管（４）中に圧縮空気を導入し、供給配管（４）中の霧状潤滑剤（ｂ）を潤滑剤カップ（１０）を介してノズル（２２）よりダイス（１４）内に強制的に塗布することを特徴とする請求項１記載のペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法。
5. 供給配管（４）中の霧状潤滑剤（ｂ）をダイス（１４）内壁に沿う旋回流若しくは上方流によって、自然付着若しくは強制的に塗布することを特徴とする請求項１記載のペレット成型に用いる潤滑剤の供給方法。

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